微波真空干燥龙眼果肉的工艺探析

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一、结果与讨论

1、干燥过程中真空度的选择

根据预试验结果，在微波功率1.70kW，真空度分别选用0.065，0.075，0.085，0.095MPa条件下对龙眼进行干燥，真空度对龙眼果肉干燥时间和膨化率的影响。随着真空度的增加，龙眼干的膨化程度也逐渐增加，以0.095MPa下的为最佳。同时由表1可知，在真空度较低的情况下，干燥时间相对较长，这是由于真空度较低时，水的沸点相对较高，蒸发速度相对较慢。而真空度越高，物料内外的压差越大，容易形成较高的膨化率，而较高的膨化率表明物料内部有更多的空隙和更为疏松的结构，口感更好。由于微波真空设备一般采用水泵，其真空度最高即为0.095MPa，因此干燥过程中的最佳真空度为0.095MPa。真空度/MPa0.0650.0750.0850.095干燥时间/min316245200172膨化率/%577590114。

2、干燥温度的单因素

试验龙眼干燥过程中其水分和温度均不断变化，与其它聚合物一样，当温度超过临界温度时，龙眼生物高聚物的ε会急剧增长。在生产加工的后期阶段随着温度升高，材料的变软，分子更加自由地运动，吸收更多的微波，易产生突然过热点，为避免“热失控”现象，在干燥过程中的不同阶段必须调整温度、微波强度和干燥时间，根据前期预试验的干燥曲线将干燥过程分为前期、中期和后期三个阶段分别进行最佳工艺的研究。干燥初期为水分含量从初始状态降至50%；干燥中期为水分含量从50%降至18%；干燥后期为水分含量从18%降至7%。

1干燥初期温度和时间的选择

在干燥初期，由于龙眼中水分含量较高，因此微波功率可以设定的相对较高。微波功率为55kW和真空度0.095MPa的条件下，干燥温度分别选65℃，70℃，75℃，80℃对新鲜龙眼进行干燥，干燥第一阶段结束后龙眼干的外观如表2所示。龙眼在65℃和70℃干燥至含水量50%时没有出现黄点，而75℃和80℃都出现了黄点，这可能是由于在干燥温度较高的条件下，龙眼内部的酶促反应及美拉德反应显著增强，有较明显的褐变，出现了黄点。研究发现干燥初期出现黄点往往导致后期龙眼干出现不受欢迎的色泽，又鉴于能耗的考虑，75℃需要更长的加热时间，耗能较大。另外，从维生素C含量的结果可知，干燥温度越高，维生素C含量越低，但即使是80℃条件下，维生素C含量也比较高，这是由于在干燥初期，物料中含有大量的水分，微波提供的能量绝大部分用于水分蒸发，物料本身的温度变化不大，因此维生素C的损失也很小。综上所述，试验初期干燥温度选取70℃最为适宜。

2干燥中期温度和时间的选择

经过初期干燥，龙眼水分大量蒸发，果肉内部组织结构形成一定量的孔道，水分极易逸出，此时干燥速率较大，易出现热点，造成干燥不均匀现象。在微波功率1.7kW和真空度0.095MPa的条件下，选取60℃，64℃，68℃，72℃持续对龙眼进行干燥，干燥所需时间和龙眼的外观品质如表3所示。从表3中可知，在干燥温度为60℃和64℃的条件下，龙眼的干燥非常均匀，没有出现明显的褐变现象。而在68℃和72℃干燥温度下，部分龙眼出现褐色，可能是由于温度较高的情况下，龙眼水分蒸发过快，出现局部干燥不均匀的情况。对于维生素C来说，变化趋势依然是温度越高，损失越大，但同时温度越高，所需要的干燥时间也越长。64℃不仅能很好的保持龙眼干的外观品质，而且干燥时间最短，所以干燥中期的最佳温度为64℃。

3干燥后期温度和时间的选择

低含水量使得物料吸收微波的能力下降，如果选用干燥中期的最佳温度64℃一直加热至干燥终点，会造成物料对微波吸收能力变差而导致高场强度，从而使得物料温度急剧上升，容易引起物料局部干燥过度。为了便于控制，干燥后期应降低干燥温度。在微波功率0.85kW和真空度0.095MPa的条件下，选取52℃，54℃，56℃，58℃继续对龙眼进行干燥，干燥所需时间和龙眼外观品质如表4所示。后期干燥温度在52℃、54℃条件下，龙眼干燥均匀，且在54℃时龙眼水分从18%降到7%（水分6.3%~7.5%即为干燥终点）所需要的时间更短，如果选用56℃和58℃，龙眼干燥出现不均匀的现象，发生褐变现象严重。并且从维生素C的测定结果可知，温度越高，维生素C的损失越大，后期的温度升高对维生素C的破坏更为明显，综合三个指标分析，龙眼后期干燥温度应选用54℃。根据三个阶段的研究结果，可得出在不同干燥阶段的最佳干燥温度和干燥时间，分别为70℃加热102。

3、干燥功率的选择

干燥温度、时间及真空度依照已确定参数对龙眼进行干燥，选用4种不同的功率0.85，1.7，55，3.4kW对龙眼进行干燥，并与不断调整功率的工艺进行对比。从表5中可知，龙眼干燥初期功率选用不大于55kW均没有黄点出现，干燥中期功率选用0.85kW和1.7kW干燥均匀且没有褐色出现，其他两个功率都会出现褐点，后期干燥功率只有选用0.85kW才能干燥均匀，没有褐色出现。随着干燥的不断进行，物料中的水分含量不断降低，水分蒸发所需要的微波能减少，如果仍然保持原来的微波功率，多余的微波能将使得物料升温，物料温度升高会导致营养物质的破坏以及产品外观品质的下降，微波功率的大小对干燥过程影响显著。所以，在物料含水量较多的时候，微波功率可以大一些，随着物料中水分的去除，功率应相应调低。另外，由维生素C的测定结果可知，程序改变功率干燥的产品维生素C保留的最多，功率过大，产品后期褐变严重，品质下降，功率过低，干燥时间大大延长，同样使得产品的品质下降。基于干燥产品的品质和能耗的综合考虑，龙眼干燥初期，中期和后期微波功率分别选用55，1.7，0.85kW。

二、结论

真空度、微波功率、干燥温度和干燥时间均显著影响龙眼果干的干制过程，真空度大有利于物料的膨化，根据干燥曲线将龙眼的微波真空干制过程分为三个阶段进行研究更加贴近实际干制过程，微波功率和干燥温度应随着干制阶段的变化相应调低，以保证龙眼果干具有金黄色外观及膨化效果，在实际操作过程中，应针对具体的物料进行最佳工艺研究。微波真空干燥适用于干制龙眼果肉，与热风烘干相比，微波真空干制时间短，能耗低，且产品的外观呈金黄色，具有膨化效果，口感香脆。总体来说，微波真空的龙眼果干的品质明显高于传统的龙眼干产品，具有广阔的市场前景。

作者：从彦丽黄略略张向阳单位：深圳职业技术学院应用化学与生物技术学院